HPE создаст самый быстрый суперкомпьютер эксафлопсного класса в мире

Производительность El Capitan достигнет 2 Эксафлопс, что сделает его мощнее топ-200 самых быстрых суперкомпьютеров мира вместе взятых

Компания Hewlett Packard Enterprise (HPE) объявила, что создаст самый быстрый суперкомпьютер эксафлопсного класса в мире для Национального управления ядерной безопасности (NNSA) при Министерстве энергетики США. Он будет работать на рекордной скорости в 2 Эксафлопса, что в 10 раз быстрее самого мощного на сегодняшний день суперкомпьютера. Ожидается, что новая система, которую Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса (LLNL) назвала El Capitan, будет запущена в начале 2023 г. Она будет работать на базе LLNL и использоваться тремя национальными лабораториями NNSA: LLNL, Сандийскими национальными лабораториями и Лос-Аламосской национальной лабораторией. Система позволит проводить сложные симуляции и производить моделирование для обеспечения ядерной безопасности США.

HPE оптимизирует El Capitan под сложное и затратное по времени научно-исследовательское 3D-моделирование для задач NNSA, с которыми современные высокотехнологичные суперкомпьютеры не справляются. El Capitan предоставит ученым возможность пользоваться новыми приложениями с использованием современных рабочих нагрузок с интенсивной работой с данными, такими как моделирование, симуляция, аналитика и работа с искусственным интеллектом (ИИ).

В El Capitan будут использованы процессоры AMD EPYC™ следующего поколения под кодовым названием “Genoa” с ядрами Zen 4, графические процессоры AMD Radeon™ Instinct следующего поколения с новой архитектурой, оптимизированной для вычислений, а также AMD Infinity Architecture третьего поколения, которая обеспечит высокоскоростную связь с низкими задержками между центральными и графическими процессорами.

Питер Унгаро (Peter Ungaro), старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения высокопроизводительных вычислений и критически важных систем в HPE, прокомментировал: «Вычислительная мощность и возможности этой системы знаменуют новую эру инноваций, которая позволит найти решения для самых сложных проблем общества и ответить на такие вопросы, которые мы всегда считали невозможными.»

Принадлежащие HPE технологии Cray Shasta, которые были разработаны с нуля для поддержки работы разнообразных процессоров и ускорителей, призванных обеспечить производительность и масштабируемость нового уровня.

Новую систему будет эксплуатировать Ливерморская национальная лаборатория им. Э. Лоуренса, которая разработала новые методы, позволяющие ученым создавать более быстрые и точные модели для решения основных задач, например в области инерциального управляемого термоядерного синтеза.

Исследователи LLNL будут использовать систему для изучения новых приложений, которые интегрируют искусственный интеллект и машинное обучение в рабочие нагрузки высокопроизводительных вычислений. Они уже применяют решения HPE в области высокопроизводительных вычислений и ИИ для совершения научных открытий в области медицинских и фармакологических исследований. В их числе:

1. Сокращение срока поиска лекарства для лечения рака с шести лет до одного года, благодаря партнерству с международной фармацевтической компанией GlaxoSmithKline (GsK), Национальным институтом онкологии и другими национальными лабораториями при Министерстве энергетики США в рамках консорциума ATOM (Accelerating Therapeutics for Opportunities in Medicine).
2. Понимание динамики и мутаций белков RAS, связанных с 30% случаев возникновения рака у человека, в сотрудничестве с Национальным институтом онкологии и другими партнерами.

Преодоление скоростной планки в 2 Эксафлопса

Системы подобные El Capitan представляют собой новый класс Эксафлопсных суперкомпьютеров, которые в тысячу раз быстрее систем Петафлопсного класса прошлого поколения, которые впервые были представлены 12 лет назад.

Новый рекорд производительности в 2 Эксафлопса (2 000 Петафлопс) превосходит топ-200 самых быстрых суперкомпьютеров мира вместе взятых и является на 30% выше изначальных прогнозов, полученных семь месяцев назад. Он был достигнут благодаря новому партнерству между HPE, AMD и Министерством энергетики США, которое позволяет объединить возможности системы HPE Cray Shasta и интерконнекта Slingshot с возможностями процессоров AMD EPYC™ и графических процессоров AMD Radeon™ Instinct следующего поколения. Решение в пользу этой архитектуры было принято на основе стратегических, критически важных требований NNSA.

«Мы рады продолжать наш долгий совместный путь с HPE к разработке инновационных технологий для ряда решений, а теперь и для самого мощного суперкомпьютера Эксафлопсного класса в мире, – сказал Форрест Норрод (Forrest Norrod), старший вице-президент и генеральный менеджер бизнес-группы в области решений для центров обработки данных и интегрированных решений в AMD. – Мы с нетерпением ждем развития нашего сотрудничества с HPE, направленного на объединение возможностей центральных процессоров AMD EPYC™ и графических процессоров Radeon™ Instinct с возможностями системы HPE Cray Shasta для поддержки сложных, информационно интенсивных нагрузок высокопроизводительных вычислений и ИИ в El Capitan, с которыми современные системы справиться не способны.»

«Благодаря исключительной вычислительной мощности El Capitan, работающего на архитектуре HPE Cray Shasta, лаборатории NNSA смогут продолжить добиваться успехов в повышении национальной безопасности, а США смогут еще долгие годы оставаться конкурентоспособными на мировой арене высокопроизводительных вычислений, – прокомментировал Билл Голдстейн, руководитель Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса. – Мы с нетерпением ждем продолжения нашей работы с HPE и AMD по приближению новой Эксамасштабной эры благодаря самому мощному «железу» на планете».

Повышенная производительность El Capitan

Совместными усилиями HPE и AMD создали новые технологии, призванные поддерживать рабочие нагрузки высокопроизводительных вычислений и ИИ за счет следующих улучшений:

1. Оптимизированное взаимодействие между интерконнектом HPE Cray Slingshot и графическими процессорами AMD Radeon™ Instinct следующего поколения, архитектура которых была оптимизирована для НРС- и ИИ- рабочих нагрузок;
2. Высокоплотные вычислительные «лезвия» (blades) на базе мощных процессоров следующего поколения AMD EPYC™ под кодовым названием “Genoa” с ядрами Zen 4;
3. Новый подход, использующий «ускоритель в центре» (accelerator-centric) вычислительные «лезвия» (с соотношением количества графических процессоров к центральным 4:1 и AMD Infinity Architecture третьего поколения, которая обеспечит между ними высокоскоростную связь с низкими задержками) позволяющий повысить производительность для выполнения информационно емких процессов, связанных с ИИ, машинным обучением и аналитикой, благодаря разгрузке центральных процессоров с помощью графических.

Улучшения также коснулись уникальных возможностей системы хранения данных и ПО, интегрированных в архитектуру HPE Cray Shasta. Дополнительное использование локальных флэш-накопителей, разработанных специально для обеспечения необходимой производительности для новых систем, обеспечит буфер для балансировки работы установленной на плате памяти и многоуровневых систем хранения данных, который будет мониториться интеллектуальным программным решением Cray Shasta. Это позволит автоматизировать перемещение данных для обеспечения оптимального хранения и своевременного доступа.

Новое партнерство с LLNL продемонстрирует возможности оптических технологий в El Capitan

HPE расширяет свое партнерство с LLNL с целью изучить возможности оптических технологий HPE – вычислительного решения, использующего свет для передачи данных, которое будет установлено в El Capitan. Оптические технологии HPE были разработаны в рамках программы PathForward при поддержке Exascale Computing Project Министерства энергетики США. HPE создала и представила революционные оптические прототипы, объединяющие интерфейсы электричество-в-оптику, которые могут быть широко использованы в будущих классах системных интерконнектов.

HPE и LLNL совместно изучают возможности интеграции этих оптических технологий с HPE Cray Slingshot на базе El Capitan для более эффективной передачи большего объема данных. Этот подход направлен на повышение энергоэффективности, надежности и расширение возможностей для увеличения пропускной способности с меньшими затратами.

Помимо El Capitan, HPE создаст для Министерства энергетики еще две Эксафлопсные системы, анонсированные в 2019 г.: Aurora и Frontier.

HPE интегрирует свои Эксафлопсные технологии в свое расширенное портфолио решений для высокопроизводительных вычислений, что позволит ей поставлять суперкомпьютеры любого размера любому центру обработки данных и сделать технологии Эксамасштабной эры доступными для более широкого использования на различных рынках.